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antriebstechnik 5/2018

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STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 02 NTSafeDrive Sicherer Eingang Sicherer Eingang Sicherer Eingang Sicherer Eingang Sicherer Eingang Sero Drive Die Plattform NTSafeDrive unterstützt die Nachrüstung von erweiterten Sicherheitsfunktionen für Servoantriebe EMIF/SPI Energieversorgung mit Spannungsüberwachung FPGA 1 FPGA 2 Motorsteuerung STO Leistungsstufe Sicherer Ausgang Sicherer Ausgang Sicherer Ausgang Sicherer Ausgang Sicherer Ausgang Encoder Schnittstelle Was steht in der IEC 61800-5-2? Als Stoppfunktionen definiert die IEC 61800-5-2 „Safe Torque Off“ (STO), „Safe Stop 1“ (SS1) sowie „Safe Stop 2“ (SS2). Diese entsprechen den drei Stopp-Kategorien 0, 1 und 2 aus DIN EN 60204-1: STO sorgt durch sofortige Unterbrechung der Energieversorgung des Antriebs dafür, dass dieser sicher drehmomentfrei ist. Bei SS1 wird der Antrieb geregelt zum Stillstand gebracht und anschließend die Energieversorgung unterbrochen, also STO aktiviert. Im Gegensatz dazu wird bei SS2 der stillstehende Antrieb bei fortbestehender Energiezufuhr überwacht. Zu den „sicheren Bewegungsfunktionen“ zählen z. B. der sichere Betriebshalt „Safe Operation Stop“ (SOS), bei dem die Antriebsregelung bestehen bleibt, die sichere Überwachung der Geschwindigkeit („Safely Limited Speed“, SLS) oder die Endlagenüberwachung „Safe Limited Position“ (SLP). Die Bremsensteuerung „Safe Brake Control“ (SBC) wiederum sorgt dafür, dass Bewegungen oder Lasten auch nach dem STO sicher abgebremst werden. Safety-IP-Core beschleunigt Entwicklung Ein Beispiel aus der Praxis: Ein namhafter Hersteller von Servo antrieben entwickelte eine neue Antriebssteuerung. Diese verfügt standardmäßig bereits über STO (SIL 3), sollte aber noch durch ein Aufsteckmodul ergänzt werden, das die Steuerung um die zusätz lichen Sicherheitsfunktionen SS1, SS2, SOS, „Safely Limited Speed“ (SLS), „Safe Brake Control“ (SBC) und „Safe Limited Position“ (SLP) erweitert (ebenfalls SIL 3). Die Parametrisierung dieser Sicherheitsfunktionen sollte über eine externe Software via FSoE (Fail Safe over EtherCat) erfolgen. Das Problem: Die Entwickler des Unternehmens verfügten nicht über genügend Know-how für die Entwicklung sicherheitsgerichteter Anwendungen. Außerdem drohte der hohe Aufwand den Zeitplan der Produkteinführung zu gefährden. Deshalb übernahm der süddeutsche Safety- Spezialist Newtec die Realisierung der Sicherheitslogik und stand auch bei der Motor Safety Encoder Hardwareentwicklung beratend zur Seite, um den Kunden durch die SIL-3-Entwicklung zu leiten und ein optimales Zusammenspiel der Komponenten zu gewährleisten. Das Ergebnis: deutliche Verkürzung der Entwicklungszeit und eine reibungslose Zertifizierung. Die Sicherheitsfunktionen wurden auf der Basis von Newtecs Plattformlösung NTSafeDrive implementiert. „Mit NTSafe- Drive können Antriebe mit integrierter STO-Funktion schnell und einfach um zusätzliche Safety-Funktionen bis SIL 3 erweitert werden – komplett mit redundant implementierter Überwachungslogik, Fehlererkennung und Diagnosemaßnahmen“, erklärt Gerhard Weiß, Safety Engineer bei Newtec. Die Plattform unterstützt alle in IEC 61800-5-2 beschriebenen Sicherheitsfunktionen: STO, SS1, SS2, SOS, SLS, SLP und SBC sowie „Safe Speed Monitor“ (SSM), „Safe Direction“ (SDI) und „Safely Limited Increment“ (SLI). Um den Entwicklungsaufwand zu minimieren, verfügt NT SafeDrive über einen universellen Safety-IP-Core. Dieser vorqualifizierte Design-Block enthält bereits alle Funktionen für eine sichere Antriebsüberwachung: von der Parametrisierung über die Berechnung der relevanten Zielgrößen aus den Sensordaten und ihrem Abgleich gegen die spezifizierten Grenzwerte bis zum Auslösen der Stoppfunktion. Dank der 2-kanaligen Architektur von NTSafeDrive, basierend auf zwei FPGA-Schaltkreisen, erfolgt die Überwachung vollkommen redundant. Bei erkannten Fehlern auf einem Kanal wird das Gesamtsystem abgeschaltet – das reduziert die Wahrscheinlichkeit eines Komplettausfalles der Sicherungsfunktion auf ein Minimum. NTSafeDrive kann nach dem Baukastenprinzip an die unterschiedlichsten Anforderungen angepasst werden. Für die individuelle Applikation des Kunden betraf das nur die Auswahl der gewünschten Sicherheitsfunktionen und der Schnittstellen zum restlichen System. Fazit: NTSafeDrive erlaubt es Maschinenherstellern ohne detailliertes Know-how in funktionaler Sicherheit, zu Mitbewerbern aufzuschließen, die bereits komplexe sichere Servoantriebe anbieten. Fotos: Aufmacher: Adobe Stock (Sasint) www.newtec.de 18 antriebstechnik 5/2018

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Digitales Engineering: So geht’s noch einfacher Die Lenze-Frequenzumrichter der Reihe i500 sind jetzt komplett im Eplan-Data-Portal. Vollständige zwei- und dreidimensionale Datensätze sowie ausführliche Produktstammdaten helfen, Schaltschränke einfacher, schneller und präziser zu konstruieren. Dank der dreidimensionalen Anschlussbilder sind komplette Kabelbäume mit den richtigen Längen und Anschlüssen vollautomatisch konfektionierbar. Lenze stellt dafür alle Daten bereit, die sich mit Eplan komfortabel wie zeitsparend aus dem Eplan Data Portal heraus nutzen lassen. Hierzu zählen dreidimensionale Gerätedaten samt Anschlussbildern. Die Anschlüsse sind markiert und mit Leiterquerschnitten und den Raumkoordinaten versehen. Rund wird das Ganze mit Schaltplandarstellungen, einer Liste mit passendem Leistungszubehör, realen Bilddateien sowie weiterführenden Dokumenten. So lässt sich nach der Planung direkt aus dem Schaltplan heraus das exakte Kabelrouting starten – bis hin zur automatischen Konfektionierung, die auch ein Sublieferant übernehmen kann. Ein weiterer Mehrwert: Die Positionen der Bohrungen auf der Montageplatte werden automatisch und exakt gesetzt. Die Platzierung der Komponenten vereinfacht sich ebenfalls, weil z. B. drohende Kollisionen frühzeitig erkannt werden. www.lenze.com Highspeed- Steuerung besser verfügbar Yaskawa bietet ab sofort eine höhere Standardverfügbarkeit für die Steuerungsgeneration Vipa 300S+. Das Highspeed- Steuerungssystem 300S wurde kontinuierlich weiterentwickelt: Neben Verbesserungen von Speicher, Performance und Kommunikation standen in den letzten Jahren verstärkt Kompatibilität und Verfügbarkeit im Fokus. Die jüngste Aufwertung erfolgte Ende 2016 mit der Version Vipa 300S+. Die SPS-CPUs bieten eine höhere Speichergröße und mehr Zusatznutzen bei einem geringeren Preis. Für Flexibilität sorgen z. B. passende Frontstecker für die E/A-Kanäle sowie die Möglichkeit, SD-Karten als externe Speichermedien einzusetzen. Zudem erfüllt das System hohe Ansprüche an ein cleveres Speicher-Management, an Datensicherheit und an eine umfassende Kommunikationsfähigkeit über zeitgemäße Protokolle. Der Garantiezeitraum für Komponenten der Produktfamilie wurde auf 36 Monate verlängert bei einer geplanten Verfügbarkeit bis mindestens 2025. DER PÖPPELMANN EFFEKT: Schneller zur passenden Lösung. Von der Beratung über die Produktion bis hin zur Anwendung bei Ihnen im Unternehmen: Mit Pöppelmann KAPSTO∏ geht es schneller. Ganz egal, ob Sie ein Kunststoff-Schutzelement aus unserem Normprogramm, ein Sonderteil oder eine individuelle Lösung benötigen. Sie bestimmen das Tempo und wir sorgen dafür, dass alles exakt so läuft, wie wir es mit Ihnen geplant haben. Mehr erfahren: poeppelmann.com/kapsto Wir machen das. Schneller. 11.–15. Juni 2018, Frankfurt/Main Halle 9.0, Stand C54 www.yaskawa.eu.com www.vipa.com Pöppelmann.indd 1 13.04.2018 13:33:11 antriebstechnik 5/2018 19

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